玻纤增强PA6及阻燃玻纤增强PA6复合材料锥形量热测试分析

锥形量热（Cone）是以耗氧原理为基础的新一代材料燃烧测试仪器，是目前实验室条件下模拟实际火灾中聚合物燃烧情况的最为可靠的测试手段。
通过系统的测试可以给出包括点燃时间（TTI）、热释放速率（HRR）、总热释放（THR）、有效燃烧热（EHC）、比消光面积（SEA）、CO和CO2产生速率（COP、CO2P）、质量损失速率（MLR）、烟生成速率（SPR）等燃烧过程中的参数。

本文测试并分析了玻纤增强PA6以及阻燃玻纤增强PA6复合材料在锥形量热测试下的燃烧数据。复合材料的热释放速率曲线（HRR），我们不难看出未阻燃的GF-PA6曲线是典型的玻纤增强材料的HRR曲线，达到最大热释放峰值后热释放速率并非急剧降低，这是由于玻纤在材料燃烧过程中形成骨架类的支撑结构，延缓了材料的燃烧，但这种支撑结构不能抵抗长时间的火焰，最终材料被烧尽，残余玻纤。

而添加阻燃剂PA11的复合材料表现出典型的凝聚相成炭机理阻燃剂的曲线特点，在燃烧过程中形成之谜炭层而起到隔绝火焰和氧气的作用，一方面极大的降低了热释放速率，另一方面在这种“小火”下继续燃烧，表现为HRR曲线的平缓发展，最终熄灭，剩余大量有机无机炭层。

材料在锥形量热测试后各种典型的数据，从表中我们可以看出添加阻燃剂后复合材料在燃烧过程中总热释放（THR）得到有效降低，另外值得注意的是材料平均有效燃烧热（Mean EHC）在添加阻燃剂前后变化不大，而平均热释放速率（Mean HRR）有所降低，结合HRR曲线我们可以推断该阻燃剂的阻燃机理主要为凝聚相阻燃。

FIGRA在许多文献报道中被称为“火焰延指数”，是通过PHRR与到达PHRR的时间的比值来定义的，该数值反映了材料在燃烧过程中的安全性，由表中数据我们可以看出在添加阻燃机后该数值得到有效降低。通过UL-94、LOI以及锥形量热测试结果数据我们不难看出AP11是一种应用于玻纤PA6体系的有效阻燃剂。